El tetrabromuro de silicio es el compuesto inorgánico de fórmula SiBr 4 . Este líquido incoloro tiene un olor sofocante debido a su tendencia a hidrolizarse con liberación de bromuro de hidrógeno . [1] Las propiedades generales del tetrabromuro de silicio se parecen mucho a las del tetracloruro de silicio más utilizado . [1]
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Nombres | |||
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Nombre IUPAC Tetrabromuro de silicio | |||
Otros nombres Bromuro de silicio Bromuro de silicio (IV) | |||
Identificadores | |||
Modelo 3D ( JSmol ) | |||
ChemSpider | |||
Tarjeta de información ECHA | 100.029.257 ![]() | ||
Número CE |
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PubChem CID | |||
UNII | |||
un numero | 3264 | ||
Tablero CompTox ( EPA ) | |||
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Propiedades | |||
Br 4 Si | |||
Masa molar | 347,701 g · mol −1 | ||
Apariencia | Líquido incoloro | ||
Densidad | 2,79 g · cm −3 | ||
Punto de fusion | 5 ° C (41 ° F; 278 K) | ||
Punto de ebullición | 153 ° C (307 ° F; 426 K) | ||
−-128,6 · 10 −6 cm 3 / mol | |||
Índice de refracción ( n D ) | 1.5685 | ||
Peligros | |||
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Frases R (desactualizadas) | R34 | ||
Frases S (desactualizadas) | S26 , S27 , S28 , S36 / 37/39 | ||
NFPA 704 (diamante de fuego) | |||
Compuestos relacionados | |||
Tetrahalosilanos relacionados | Tetracloruro de silicio Tetrafluoruro de silicio Tetrayoduro de silicio | ||
Compuestos relacionados | De platino (IV) de bromuro de telurio tetrabromuro de tetrabromometano de estaño (IV) de bromuro de titanio tetrabromuro de circonio (IV) de bromuro de | ||
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |||
Referencias de Infobox | |||
Comparación de SiX 4
Las propiedades de los tetrasilanos, todos tetraédricos, se ven significativamente afectadas por la naturaleza del haluro . Estas tendencias se aplican también a los haluros mixtos. Los puntos de fusión , los puntos de ebullición y la longitud de los enlaces aumentan con la masa atómica del haluro. Se observa la tendencia opuesta para las energías de enlace Si-X .
SiH 4 | SiF 4 | SiCl 4 | SiBr 4 | SiI 4 | |
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pb (˚C) [2] | -111,9 | -90,3 | 56,8 | 155,0 | 290,0 |
pf (˚C) [2] | -185 | -95.0 | -68,8 | 5,0 | 155,0 |
Longitud del enlace Si-X (Å) | 1,55 | 2.02 | 2,20 | 2,43 | |
Energía de enlace Si-X (kJ / mol) [3] | 384 | 582 | 391 | 310 | 234 |
Acidez de Lewis
Los complejos de silicio covalentemente saturados como SiBr 4 , junto con tetrahaluros de germanio (Ge) y estaño (Sn), son ácidos de Lewis . [4] Aunque los tetrahaluros de silicio obedecen a la regla del octeto , agregan ligandos básicos de Lewis para dar aductos con la fórmula SiBr 4 L y SiBr 4 L 2 (donde L es una base de Lewis). [5] [6] [7] Las propiedades ácidas de Lewis de los tetrahaluros tienden a aumentar como sigue: SiI 4
La fuerza de los enlaces Si-X disminuye en el orden: Si-F> Si-Cl> Si-Br> Si-I. [3] [2]
Síntesis
El tetrabromuro de silicio se sintetiza mediante la reacción del silicio con bromuro de hidrógeno a 600 ° C. [8]
- Si + 4 HBr → SiBr 4 + 2 H 2
Los productos secundarios incluyen dibromosilano (SiH 2 Br 2 ) y tribromosilano (SiHBr 3 ). [8]
- Si + 2 HBr → SiH 2 Br 2
- Si + 3 HBr → SiHBr 3 + H 2
Reactividad
Al igual que otros halosilanos, el SiBr 4 se puede convertir en hidruros, alcóxidos , amidas y alquilos , es decir, productos con los siguientes grupos funcionales: enlaces Si-H, Si-OR, Si-NR 2 , Si-R y Si-X respectivamente. [1]
El tetrabromuro de silicio se puede reducir fácilmente mediante hidruros o hidruros complejos. [2]
- 4 R 2 AlH + SiBr 4 → SiH 4 + 4 R 2 AlBr
Las reacciones con alcoholes y aminas proceden de la siguiente manera: [2]
- SiBr 4 + 4 ROH → Si (OR) 4 + 4 HBr
- SiBr 4 + 8 HNR 2 → Si (NR 2 ) 4 + 4 HNR 2 HBr
Las reacciones de Grignard con haluros de alquilo metálico son reacciones particularmente importantes debido a su producción de compuestos organosilícicos que pueden convertirse en siliconas . [2]
- SiBr 4 + n RMgX → R n SiBr 4− n + n MgXBr
Las reacciones de redistribución ocurren entre dos tetrahaluros de silicio diferentes (así como polisilanos halogenados) cuando se calientan a 100 ° C, lo que da como resultado varios halosilanos mixtos. [1] [3] Los puntos de fusión y de ebullición de estos halosilanos mixtos generalmente aumentan a medida que aumentan sus pesos moleculares . [9] (Puede ocurrir con X = H, F, Cl, Br e I)
- 2 SiBr 4 + 2 SiCl 4 → SiBr 3 Cl + 2 SiBr 2 Cl 2 + SiBrCl 3
- Si 2 Cl 6 + Si 2 Br 6 → Si 2 Cl n Br 6− n
El tetrabromuro de silicio se hidroliza fácilmente cuando se expone al aire, lo que hace que eche humo: [10]
- SiBr 4 + 2 H 2 O → SiO 2 + 4 HBr
El tetrabromuro de silicio es estable en presencia de oxígeno a temperatura ambiente, pero los bromosiloxanos se forman a 670-695 ˚C. [10]
- 2 SiBr 4 + 1⁄2 O 2 → Br 3 SiOSiBr 3 + Br 2
Usos
Debido a su gran similitud con el tetracloruro de silicio, existen pocas aplicaciones exclusivas del SiBr 4 . La pirólisis de SiBr 4 tiene la ventaja de depositar silicio a velocidades más rápidas que la de SiCl 4 , sin embargo, normalmente se prefiere SiCl 4 debido a su disponibilidad en alta pureza. [11] La pirólisis de SiBr 4 seguida de tratamiento con amoníaco produce recubrimientos de nitruro de silicio (Si 3 N 4 ), un compuesto duro que se utiliza para cerámica, selladores y la producción de muchas herramientas de corte. [11]
Referencias
- ^ a b c d Enciclopedia de química inorgánica; King, BR; John Wiley & Sons Ltd .: Nueva York, NY, 1994; Vol. 7, págs. 3779–3782.
- ^ a b c d e f Compuestos de silicio, haluros de silicio. Collins, W .: Enciclopedia Kirk-Othmer de tecnología química; John Wiley & Sons, Inc., 2001.
- ^ a b c d Ebsworth, EAV en compuestos de silicio volátiles; Taube, H .; Maddock, AG; Química Inorgánica; Libro de prensa de Pergamon: Nueva York, NY, 1963; Vol. 4.
- ^ Davydova, EI; Timoshkin, AY; Sevastianova, TN; Suvorov, AV; Frenking, G. J. Mol. Struct. 2006 , vol, 767-1-3. doi : 10.1016 / j.theochem.2006.05.011
- ^ Beattie, IR; Gilson, T .; Webster, M .; (en parte) McQuillan, GP J. Chem. Soc. 1964 , 238-244. doi : 10.1039 / JR9640000238
- ^ a b Mironov, SL; Gorlov, YI; Chuiko, AA Theor. Exp. Chem. 1979 , vol, 14-16. doi : 10.1007 / BF00519073
- ^ Beattie, IR; Ozin, GA J. Chem. Soc., Inorg. Phys. Theor. 1969 , 2267–2269
- ^ a b Schumb, WB Silicobromoform "Inorganic Syntheses 1939, volumen 1, págs. 38-42. doi : 10.1002 / 9780470132326 .
- ^ Greenwood, NN; Earnshaw, A. Química de los elementos; Pergamon Press Inc .: Nueva York, NY, 1984; págs. 391-393.
- ^ a b Compuestos de silicio, silanos. Arkles, B .; Enciclopedia Kirk-Othmer de tecnología química; John Wiley & Sons, Inc., 2001.
- ^ a b Compuestos de silicio, inorgánicos. Simmler W .; Enciclopedia de química industrial de Ullmann; Wiley-VCH, 2002. doi : 10.1002 / 14356007.a24_001